การเตรียมฟิล์มนิกเกิลออกไซด์ที่สามารถเปลี่ยนสมบัติเชิงแสงด้วยไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงด้วยวิธีเคมีเปียกขั้นตอนเดียว
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
อาคารสูงที่ประกอบด้วยกระจกเพื่อให้สามารถมองทัศนียภาพภายนอกได้รับความนิยม ซึ่งนำไปสู่การใช้พลังงานจำนวนมากสำหรับระบบปรับอากาศในอาคารเพื่อลดอุณหภูมิภายในอาคาร เนื่องจากการส่องผ่านของแสงผ่านกระจกในปริมาณมากจากปัญหาภาวะโลกร้อน กระจกอัจฉริยะที่สามารถปรับการส่องผ่านของแสง จึงเป็นอีกแนวทางหนึ่งในการลดการใช้พลังงาน โดยนิกเกิลออกไซด์นิยมใช้ในกระจกอัจฉริยะที่เปลี่ยนสมบัติเชิงแสงเมื่อกระตุ้นด้วยไฟฟ้า งานวิจัยนี้จึงพัฒนาการเตรียมฟิล์มนิกเกิลออกไซด์ด้วยวิธีเคมีเปียก ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายและลงทุนต่ำ โดยใช้การไฮโดรไลซิสนิกเกิลไฮดรอกไซด์ในสภาวะกรด ปรับอุณหภูมิในการเผาฟิล์ม และความหนาของฟิล์ม เพื่อให้ได้ฟิล์มที่มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนสีสูง อีกทั้งทดสอบปรับสภาวะในการป้อนศักย์ไฟฟ้าให้กับฟิล์ม และความเสถียรของฟิล์มภายหลังการใช้งานซ้ำพบว่า ฟิล์มนิกเกิลออกไซด์ที่มีน้ำหนักฟิล์ม 10.32 มิลลิกรัม เผาที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส จะมีลักษณะใส ภายหลังการป้อนศักย์ไฟฟ้าที่ 0.55 โวลต์ เทียบกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิงแบบปรอท-ปรอทออกไซด์ จะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล ซึ่งมีค่าการส่องผ่านแสงร้อยละ 37.65 และภายหลังการป้อนศักย์ไฟฟ้าที่ 0.35 โวลต์ จะเปลี่ยนกลับเป็นฟิล์มใสที่มีค่าการส่องผ่านแสงร้อยละ 86.34 ซึ่งฟิล์มนี้จะมีค่าประสิทธิภาพในการเปลี่ยนสีสูงถึง 188.74 ตารางเซนติเมตรต่อคูลอมบ์ และความสามารถในการเปลี่ยนสีเพิ่มขึ้น 2 เท่า เมื่อรอบการใช้งานจำนวน 190 รอบ
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น
References
P. Jittiarporn, S. Badilescu, M. N. Al Sawafta, L. Sikong and V. V. Truong, “Electrochromic properties of sol–gel prepared hybrid transition metal oxides – A short review,” Journal of Science: Advanced Materials and Devices, vol. 2, no. 3, pp. 286–300, 2017.
G. Bo, X. Wang, K. Wang, R. Gao, B. Dong, L. Cao, and G. Su, “Preparation and electrochromic performance of NiO/TiO2 nanorod composite film,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 728, pp. 878–886, 2017.
H. Lin, Z. Wang, Q. Han, R. Wang, L. Pan, H. Zhu, M. Wan and Y. Mai, “The growth, properties and application of reactively sputtered nickel oxide thin films in all thin film electrochromic devices,” Materials Science and Engineering: B, vol. 270, pp. 11596–11606, 2021.
M. Bonomo, “Synthesis and characterization of NiO nanostructures: A review,” Journal of Nanoparticle Research, vol. 20, pp. 1–26, 2018.
K. Zhou, Z.Qi, B. Zhao, S. Lu, H. Wang, J. Liu, and H. Yan, “The influence of crystallinity on the electrochromic properties and durability of NiO thin films,” Surfaces and Interfaces, vol. 6, pp. 91–97, 2017.
M. Shi, T. Qiu, B. Tang, G. Zhang, R. Yao, W. Xu, J. Chen, X. Fu, H. Ning, and J. Peng, “Temperature-controlled crystal size of wide band gap nickel oxide and Its application in electrochromism,” Micromachines, vol. 12, no. 1, pp. 80–91, 2021.
D.R. Sahu, T.J. Wu, S.C. Wang, and J.L. Huang, “Electrochromic behavior of NiO film prepared by e-beam evaporation,”Journal of Science: Advanced Materials and Devices, vol. 2, no. 2, pp. 225–232, 2017.
M. R. González-Siso, X. Gaona, L. Duro, M. Altmaier, and J. Bruno, “Thermodynamic model of Ni(II) solubility, hydrolysis and complex formation with ISA,” Radiochimica Acta, vol. 106, no. 1, pp.31–45, 2018.
X. Xie, C. Gao, X. Du, G. Zhu, W. Xie, P. Liu, and Z. Tang, “Improved optical and electrochromic properties of NiOx films by low-temperature spin-coating method based on NiOx nanoparticles,” Materials, vol. 11, no. 5, pp.760–772, 2018.
Y. Wu, Y. He, T. Wu, T. Chen, W. Weng, and H. Wan, “Influence of some parameters on the synthesis of nanosized NiO material by modified sol–gel method,” Materials Letters, vol. 61, no. 14–15, pp. 3174–3178, 2007.
M.M. Selim and N.A. Fathy, “Factors affecting the catalytic hydrogenation of p-nitrophenol by nano nickel supported on egyptian kaolin,” Egyptian Journal of Chemistry, vol. 55, no. 6, pp. 649–658, 2012.
F. T. Therma, E. Manikandan, A. Gurib-Fakim, and M. Maaza, “Single phase bunsenite NiO nanoparticles green synthesis by Agathosma betulina natural extract,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 657, pp. 655–661, 2016.
G. Atak and O.D. Coskun, “Effects of anodic layer thickness on overall performance of all-solid-state electrochromic device,” Solid State Ionics, vol. 341, pp. 115045–115053, 2019.
T. Tatsuma, S. Saitoh, P. Ngaotrakanwiwat, Y. Ohka and A. Fujishima, “Energy storage of TiO2-WO3 photocatalysis systems in the gas phase,” Langmuir, vol. 18, pp. 7777–7779, 2002.
G. T. Phan, D. V. Pham, R. A. Patil, C. H. Tsai, C. C. Lai, W. C. Yeh, Y. Liou, and Y.R. Ma, “Fast-switching electrochromic smart windows based on NiO-nanorods counter electrode,” Solar Energy Materials and Solar Cells, vol.231, pp. 111306–111316, 2021.
A. Berlanga-Rodiguez, F. Avalos-Belmontes, M.A. Arvizu, C.R. Garcia, F.J. Rodriguez-Varela, E. Oyervides-Munoz and M.A. Garcia-Lobato, “Influence of the diameter of multi-walled carbon nanotubes on the electrochromic performance of NiO thin films,” Materials Letters, vol. 289, pp. 129403–129406, 2021.
P. W. Chen, C. T. Chang, T. F. Ko, S. C. Hsu, K. D. Li, and J. Y. Wu, “Fast response of complementary electrochromic device based on WO3/NiO electrodes,” Scientific Reports, vol. 10, pp. 8430–8441, 2020.
Q. Zhao, J. Wang, Y. Cui, X. Ai, Z. Chen, C. Cao, F. Xu, and Y. Gao, “The discovery of conductive ionic bonds in NiO/Ni transparent counter electrodes for electrochromic smart windows with an ultra-long cycling life,” Materials Advances, vol. 2, pp. 4667–4676, 2021.
Z. Zrikem, G. Song, A. A. Aghzzaf, M. Amjoud, D. Mezzane, and A. Rougier, “UV treatment for enhanced electrochromic properties of spin coated NiO thin films,” Superlattices and Microstructures, vol. 127, pp. 35–42, 2019.
C. Zhao, C. Chen, F. Du, and J. Wang, “Template synthesis of NiO ultrathin nanosheets using polystyrene nanospheres and their electrochromic properties,” RSC Advance, vol. 5, pp. 38533–38537, 2015.